材料工程基础总结2363

+时效强化、细晶强化答：固溶强化、时效强化、过剩相强化l金和Al-10wt%Ti中间合金；2)不考虑铝、硅和铜元素的烧损；3)镁元素的烧损率为15wt%，钛元素的烧1000g×8.0%=XAl-30Si×30%介XAl-30Si=266.7g1000g×0.5%=XAl-30Mg×30%×(1-15%)介XAl-30Mg=19.6g1000g×0.15%=XAl-10Ti×10%×(1-5%)介XAl-10Ti=15.8g1000×(1-0.08-0.028-0.005-0.0015)=XAl+266.7×(1-0.3)-112×(1-0.25)-19.6×(1-0.3)-15.8×(1-0.1)介XAl=9ggX4.为了获得高质量的合金，在合金熔炼时一般要进行哪些工艺处理？答：变质处理，细化处理，精炼处理。6.根据石墨存在形态不同，灰口铸铁可分为哪几种？答：灰铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁。完整、轮廓清晰的铸件的能力称为金属的充型能力液态金属的充型能力主要取决于金属自身的流动能力，还受外部条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响，是各种因素的综合反映。8.铸造合金流动性的衡量，测试方法：浇注流动性试样。答：液态金属自身的流动能力称为“流动性”，是金属的液态铸造成形的性能之一。液态金属流动性样的方法来衡量。9.常用合金中哪些合金流动性最好，哪些流动性最差？答：纯金属和共晶成分的合金流动性最好，合金的结晶温度区间越宽，流动性越差。灰铸铁，硅黄铜的流动性最好;合金的结晶、铸钢的流动性最差。10.在铸件成形过程中，一般要做哪三个收缩阶段答：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。态收缩是铸造应力，变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。11.什么是同时凝固原则和顺序凝固原则？这两种原则分别适用哪些场合？各需采用什么工艺措施来实现？答：顺序凝固原则是指采取一定的工艺措施，使铸件上从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向定向地凝固。同时凝固是指采取一些工艺措施，使铸件各部分温差很小，几乎同时进行凝固。顺序凝固主要用于消除铸造工艺中的缩理运用冒口或冷铁等工艺措施实同时凝固主要用于降低铸件产生应力、变形和裂纹的倾向，主要通过合理设置内浇口位置及安12.分析铸件的热应力分布(拉压应力)和变形趋势②厚壁、粗大部位：冷得慢，受拉应力(凹进)。14.什么是铸件的偏析？答：铸件截面上不同部位产生化学成分、金相组织不一致、不均匀的现象,称为偏析答：浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。铸件的宽大平面朝下或倾斜浇注；大面积薄壁置于铸型下铸件的厚大部分应放在分型面附近的上部或侧面，便于补缩17.衡量金属的塑性成形性能，一般从材料的哪两个方面来考虑18.金属的塑性成形性能主要取决于哪两个方面的因素：答：金属的本质、变形加工条件(变形温度、变形速度、应力状态)⑴金属的本质：①化学成分—钢的含碳量越小，塑性成形性越好;钢的合金元素含量越高，塑性成形性优于粗晶组织，钢中存在网状二次渗碳体时塑性成形性下降。②变形速度(单位时间内的变形程度)：一方面变形速度增大硬化速度随之增大，塑性指标下降，变形抗力增大，可锻性变坏；另一方面变形速度越大，热效应越明显，使塑性指标提高、变形抗力下降，可锻性变好。因此一般生产条件下⑶应力状态：三个方向中的压应力数目越多，塑性越好，变形抗力增大；拉应力数目多，则金属的塑19.什么事冷变形、热变形，两者的特点是什么答：冷变形：是指金属在进行塑性变结晶温度。象，强度、硬度升高，塑性和韧度下降.热变形：指金属材料在其再结晶温度以上进行的塑性变形。②热变形使内部组织结构致密细小，力学性能特别是韧度明显改善和提高。因为金属材料内部的缩松、气孔或空隙被压实，粗大(树枝状)的晶粒组织结构被再结晶细化。③形成纤维组织，力学性能具有方向性20.什么是金属最小阻力定律答：金属在塑性变形过程中，其质点都将沿着阻力最小的方向移动。因为质点沿这个方向移动时路径最短而阻力最小，所需做的功也最小。因此，金属有可能向各个方向变形时，则最大的变形将向着大多数质点遇到的最小阻力的方向。22.板料冲压的基本工序分为哪两类：分离工序和变形工序分离工序：分离工序是使坯料一部分相对于另一落料、修边等落料、冲孔的差别：落料是从板料上冲出一定外形的零件或坯料，冲下部分是成品。冲孔是在板料上冲出孔，冲下部分是废料。变形工序主要：拉伸和弯曲(拉深、弯曲、翻边、成形、收口)24.如何确定落料模，冲孔模模具刃口尺寸，其设计的基准分别是什么寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；将凹模尺寸减小最小合理间隙值即得到凸模尺寸。使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸；将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得到凸模尺寸。①在设计弯曲模时必须使模具的角度比成品件的角度笑一个回弹角②应尽可能使弯曲线与胚料纤维方向垂直26.确定模锻分模面位置的原则答：a)要保证模锻件易于从模膛中取出，故通常分模面选择在模锻件最大截面上b)所选定的分模面应能使模膛的深度最浅，这样有利于金属充满模膛，便于锻件的取出和锻模的c)选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，这样在安装锻模和生产中发现错模现象d)分模面最好是平面，且上下锻模的模膛深度尽可能一致，便于锻模制造。e27.绘制自由锻件图要考虑哪些问题？敷料、加工余量、锻件公差②自由锻件上应避免加强筋、凸台等结构。③当锻件的横截面有急剧变化或形状较复杂时，可将其设计成几个简单件构成的组合件，用焊接或复杂件结构a成形性差的结构b成形性好的结构些极区。答：直流正接：工件接阳极，焊条接阴极。适用于工件受热较大，焊接厚大工件。直流反接：焊条接阳极，工件接阴极。适用于工件受热较小，焊接薄小工件。②熔池体积小，冷去速度快，各种冶金反应难以达到平衡状态，不利于焊缝金属化学成分①采取保护措施，限制有害气体进入焊接区；③对焊接熔池进行脱氧、脱硫和脱磷。33.焊条药皮及焊芯的作用？答：焊芯的作用：作为电极，产生电弧，传导焊接电药皮：改善焊接工艺,保证电弧稳定燃烧；造气、造渣以隔绝空气，保护熔化金属；对熔化金属进行脱氧、去硫、渗合金元素等。35.焊条的选取原则焊接结构钢：等强焊接不锈钢、耐热钢：等成分焊接异种钢：低匹配38.什么是焊接热影响区？答：热影响区是焊缝两侧处于固态的母材金属由于受焊接过程的加热和冷却作用而产生组织及性能变化的区域。39.焊接应力和变形的根本原因？答：焊接应力与变形产生的原因是焊接过程中对焊件的不均匀加热和冷却。41.从减小应力出发，为焊接件选择合理的焊接顺序。设法使两侧焊缝的收缩量能互相抵消或减弱。②应尽量使焊缝能比较自由地收缩,先焊收缩量较大的焊缝,从而使焊接残余应力较小。平板拼焊时,应先焊错开的横向焊缝,后焊直通的纵向焊缝③焊接长焊缝时，为了减少焊接变形，常采用“逆向分段焊法”，即：把整个长焊缝分为长度为42.什么是金属焊接性？估计钢材可焊性的方法有哪些。矫正焊接变形的方法？。1)C当量＜0.4%时，淬硬及裂纹倾向较小，焊接性良好。在一般的焊接工艺条件下即可获得优质焊接接头，而无需采取预热等特殊工艺措施2)C当量=0.4~0.6%时，有一定的淬硬及裂纹倾向，焊接性较差，焊前工件需适当预热，焊后应缓冷3)C当量＞0.6%时，淬硬倾向大，热影响区冷裂倾向大，焊接性差。需采取焊前预热到较高的温度，严格工艺和焊后热处理等工艺措施。1)机械矫正变形：2)火焰矫正变形：原理：是利用机械力，如压力机加压或锤击，产生塑性变形来矫正焊接变形。应用:适用于塑性较好、厚度不大的焊件。原理：利用金属局部受热后的冷却收缩来抵消已发生的焊接变形。应用：主要用于低碳钢和低淬硬倾向的低合金钢1).焊缝位置应便于焊接操作，以保证焊接质量a.手工电弧焊应具有足够的焊条操作空间b.点焊或缝焊应考虑电极引入方便c.气体保护焊：要考虑气体的保护作用d.埋弧焊是接头处有利于熔渣形成封闭空间44.常用的基本焊接接头形式有哪几种？受力焊缝的最佳接头形式是哪种？答：接头型式T45.低碳钢和低合金钢焊条型号各部分的含义。46.分型面的选取(1)应尽可能使全部或大部分铸件，或者加工基准面与重要的加工面处于同一半型内。以避免因合型不准产生错型，保证铸件尺寸精度。(2)应尽量减少分型面的数目(3)分型面应尽量选用平面平直的分型面可简化造型工艺过程和模板制造，容易保证铸件精3、分析下图铸件的热应力分布(拉应力和压应力)和变形趋势。答：上图1受到拉应力，2受到压应力，下图1受到压应力，2受到拉应力，变形趋势如图所示。4、绘制自由锻件图与模锻件图有何不同，分别要考虑哪些问题？答：绘制自由锻件图时要考虑敷料、加工余量、锻件公差问题。绘制模锻件图时除了要考虑敷料、加工余量、锻件公差之外，还要考虑分模面、模锻斜度、模锻件圆角半径问题。5.如用自由锻的方式生产下列工件，指出结构工艺性差的地方，为什么？并画出结构工艺性好的工件图答：锥面(斜面)的结构工艺性差，因为采用自由锻方式生产有锥面(斜面)、曲线或曲面相交等复杂结构的锻件，需要专用的工具，锻件成形也较困难，从而使工艺过程复杂化，不便于操作。应把锥面(斜面)改为柱面(平面)。①②③④①②③零装锻模和生产中发现错模现象时，便于及时调整锻模位置。第四种：上下锻模的模膛深度一致，第一章金属材料的冶炼利用溶剂，借助化学反应，将原料中的金属进金：应用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程取。3、从原料、设备、冶炼目的和原理和过程、冶炼产品上对比炼铁和炼钢。炼钢生铁和铸造生铁成分有什么铁矿石铁矿石、焦炭和少量熔剂(石灰)炉把铁从铁矿石中还原出来氧化-还原反应还原剂还原出铁燃料的燃烧、各种元素的还原反应、造渣、出铁生铁、炉渣、高炉煤气设设备冶炼目的原理生铁，氧气，生石灰，硅铁和锰铁电弧炉、平炉、转炉降低含碳量;除硫磷等杂质;调节合金元素的含量还原反应—连铸”称为长流程废钢—电弧炉冶炼产品—冶炼产品4、炉外精炼：把一般炼钢炉内要完成的精炼任务移至炉外另一装置中进行。5、火法炼铜的工艺流程，为什么要进行造锍熔炼？铜的电解精炼属于水溶液电解精炼。答：利用铜、镍、钴对硫的亲和力与铁相近，而对氧的亲和力却远小于铁的物理化学性质，使铁的硫6、拜耳法生产氧化铝的原理和过程。为什么铝的电解精炼要用熔盐电解法？1)用NaOH溶出铝土矿得到铝酸钠溶液，添加Al(OH)作为晶种，在不断搅拌下，溶液中析出氢氧化3铝。(2)将分解得到的母液在高温下蒸发浓缩，溶出新一批的铝土矿。第六章热处理原理及工艺缓慢的速度冷却(炉冷)下来，使之获得接近平衡状态的组织的热处理工艺为Ac3或Accm以上30~50℃，保温以后的冷却方式在空气中进行淬火将淬火后的钢件加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间后冷却至室温的2．通过热处理改变材料性能的前提是金属材料的组织具有可转变性。的第一道工序。不同的材料，其加热工艺和加热温度都不同。钢在加热和冷却时的相变温度以相图为分析依据。钢加热的实质是奥氏体化过程。保温的目的是要保证工件烧透，防止脱碳、氧化等。保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一般工件越大，导热性越差，保温时间就越长。温温组火火能不同速度冷却使奥氏体转变为不同的组织，得到钢的不同性能。4．钢在冷却过程中的组织转变(共析钢)1)冷却方式：等温冷却和连续冷却2)过冷奥氏体的等温转变：C曲线分析：高温转变(珠光体转变)、中温转变(贝氏体转变)和低温转变(马氏体转变)3)过冷奥氏体的连续转变：CCT曲线分析5．片状珠光体的性能主要取决于珠光体的片层间距。片层间距越小，则强度和硬度越高，塑性和韧性也越好。典型上贝氏体组织形态呈羽毛状；下贝氏体呈黑色针状或竹叶状。上贝氏体的强度和韧性均差；下贝氏体不仅强度高，而且韧性也好，表现为具有较好的综合力学性能，是一种很有应用价值的组织。马氏体马氏体。马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量，6．扩散退火、完全退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火的加热温度区间及退火目的。去去应力退火400-500(A以下消除铸件、锻件、和焊接件以及冷变形等价，防止工件开再结晶退火再结晶温度提高塑性、改善切削加工及成形性扩散退火或少钢锭、铸件或锻坯的球化退火AC1+30-50降低硬度，改工性，并为淬火做完全退火Ac3以20℃降低硬度、改7．淬火的主要目的是通过先获得马氏体或下贝氏体组织，再为以后获得各种力学性能的实用回火组织做准备。亚共析钢和过共析钢的淬火加热温度如何确定。亚共析钢：Ac以上30~50℃；过共析钢：Ac以上30~50℃318．钢的淬硬性和淬透性。淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度，低温回火中温回火高温回火350~500T5350~500TSMS回回低温回火一般用来处理要求高硬度和高耐磨性的工件，如刀具、量具、滚动轴承和渗回具有高的弹性极限、韧性高温回火使工件的强度、塑性、韧性有较好地配合，即具有高的综合力各种弹性元件广各种弹性元件广泛用于汽车、拖拉机、机床等机械中的重要构10．调质处理。淬火+高温回火11．材料表面热处理改性有感应表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗。材料制备与加工工艺学性能或机械性能。2．粉末颗粒大小的表征方法(主要有：等体积球相当径、等表面积球相当径、斯托克斯径)；测定粉末粒用与颗粒等表面积球的直径来(BET平光透仪、X射线沉降仪法)比表面仪颗粒误差大；重结果取决于分散相的密度，状态、表面积，分散介质，宽有一定的精度和重复性用与颗粒等体积球的直激光法米，操作简便，重复性和真实性好；不宜测描述粒度的方法测试方法和仪器3．为什么不同的方法表征同一种粉体，有时得到的结果会差别很大？2、仪器原理不同3、样品制备方法造成粉体的团聚状态不同。4．粉体粒径分布表示方法：频度分布和累积分布。Dm：出现几率最大的粉体尺寸。D50：该粒径尺寸两侧的粉体的质量(个数)相等。D平均：所有颗粒尺寸的平均值。6．为何机械粉碎法很难得到粒径小于1μm的粉体？粉磨时如何避免杂质和提高粉碎效？2、粉碎中粒子间相互滑动或颗粒产生弹性变形、点阵畸变、位错等缺陷，将外加能量消耗掉，造成粉3、若继续粉碎，外力将对粒子起机械化学作用(能量转化为热能或其他能量)，使这些粒子的溶解性、率裂裂级配、流动性好的团粒(约20~80目)，有利于陶瓷坯料的压制成形。喷雾干燥造粒的质量最好。塑化是利用塑化剂使原来无塑性的坯料具有可塑性的过程。悬浮是将粉体分散于液体介质中形成稳定、均匀、流动热热压注成形湿等静压干式等静压挤压成型轧制成形注射成形设备简单，操作1)炼泥与成形模生产，成本2)坯体的机压液之械强度和致密适用于大截面中，每次操动化操作命长，可对蜡坯状态下进行过程中必须不断将坯片作90。复杂，大简单的长陶瓷产品，如备形状复杂、型及产量尺寸精密的制小的制品品。主要成形方法则的产品在9．干燥和排胶在坯体烧成前将其中的有机物排除干净，以保证产品的形状、尺寸和质量的要求，这个过程①排除坯体中的有机物，为烧成创造条件；②使坯体获得一定的机械强度；．烧结的概念？烧结的热力学驱动力是什么？烧结过程中物理性质发生那些变化？答：粉体原料经过成力是粉体表面能的降低和系统自由能的降低的过程。11．烧结与烧成及区别？答：烧成：在多相系统内产生一系列物理和化学变化。例如脱水、坯体内气体分溶解、烧结等。在一定的温度范围内烧制成致密体的过程。烧结：指粉料经加热而致密化的简单物理过重答：常压烧结、热压烧结、连续热压烧结、气氛压力烧结、热等静压烧结、活化烧结、反应烧结、微波施釉是传统陶瓷生产中一直沿袭使用的涂层方法，是通过高温在瓷体表面烧附一层极薄的的玻璃状物质，可使制品表面平滑、光亮、不吸湿和不透水，且可提高力学性能和电性能。施釉的工艺包括釉浆的制备、涂釉、烧釉三个过程。14．玻璃生产常用的原料，各种原料主要提供哪些氧化物，氧化物的作用硅砂和砂岩、纯碱和芒硝、白云石、方解石和石灰石、长石和高岭土等15．玻璃的形成过程可以分为那几个阶段?压延法(压花玻璃)浮法(平板玻璃)离心法(玻璃棉)喷吹法(玻璃球)烧结法(泡沫玻璃)浇铸法 (光学玻璃)拉制法(玻璃纤维、玻璃丝)浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体(N2及H2)的锡槽中完成的。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下，玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁，就得到平板玻璃产品。．生产硅酸盐水泥的主要原料。简述硅酸盐水泥的生产过程。目前生产水泥的主要方式为干法生产，设